星系棒圖案速度的直接測量方法及其應用

作者：鄒燕飛,沈俊太

摘要：星系棒的圖案速度(或轉動角速度)是棒旋星系的一個最重要的動力學參量。棒的圖案速度Ωbar的測量并不容易。目前直接測量Ωbar的唯一方法是Tremaine和Weinberg(TW)在1984年提出來的。他們假設星系中示蹤源的表面亮度滿足連續性方程,即可利用示蹤源的測光學和運動學參量推導出Ωbar。詳細介紹了TW方法,整理了文獻中Ωbar的測量結果,并討論了測量過程中的誤差來源。目前學術界利用老年恒星、中性氫氣體H I、分子氫氣體H2,以及離化氫氣體Hα作為示蹤源,測量了大約50個星系的圖案速度,并結合Ωbar和星系自轉曲線得到共轉半徑RCR。通過比較RCR和棒長αbar發現,大部分星系棒都是快速旋轉的(1≤RCR/αbar≤1.4)。極少部分星系棒慢速旋轉,并且這些棒似乎都位于由暗物質主導的星系中。同時也有研究聲稱發現了一些超快旋轉的棒,但目前理論上無法解釋它們,也無法確定它們的Ωbar是否可靠,或是否由于違反了TW方法的某些條件而導致測量結果不準確。由于已有的測量樣本太小,并偏向于早型星系,人們暫未發現圖案速度與星系類型及星系棒性質之間的關系,但人們認為,星系棒的圖案速度有可能與星系中暗物質的分布有關。積分視場光譜儀(integral field unit,IFU)巡天數據在測量Ωbar上有著獨特的優勢。隨著IFU數據的普及,未來將有更多的TW測量結果來檢驗這些結論。

發文機構：中國科學院上海天文臺星系與宇宙學重點實驗室 中國科學院大學

關鍵詞：旋渦星系棒旋星系星系運動學和動力學星系結構spiral galaxybarred galaxygalaxy kinematics and dynamicsgalaxy structure

分類號： P145.2[天文地球—天體物理][天文地球—天文學]